孟美

[摘 要]介紹了中國(guó)石油大慶石化公司化工一廠新建160kt/a廢堿液濕式氧化裝置自2012年開工以來，廢堿液外送泵機(jī)械密封頻繁泄漏，經(jīng)多次更換機(jī)械密封無果后，通過對(duì)介質(zhì)特性及密封機(jī)構(gòu)的細(xì)致研究，提出了科學(xué)合理的解決方案，通過改造后密封使用情況良好，保證了裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，并降低了裝置的維護(hù)費(fèi)用。

[關(guān)鍵詞]濕式氧化；機(jī)械密封；廢堿液；沖洗方案

中圖分類號(hào)：TH136 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）15-0002-01

中國(guó)石油大慶石化公司化工一廠廢堿濕式氧化二套裝置主要是處理上游乙烯裝置堿洗塔排出的廢堿液，處理合格后的廢堿液進(jìn)入到產(chǎn)品罐內(nèi)，然后通過廢堿液外送泵輸送到下游污水處理廠。此廢堿液外送泵為臥式單級(jí)懸臂是離心泵，由于廢堿液是腐蝕特性，固泵頭、葉輪及機(jī)械密封材質(zhì)選用耐腐蝕性較強(qiáng)的鈦合金鋼，密封形式為單端面密封，沖洗方案為Plan01，泵出口壓力為0.8MPa，介質(zhì)溫度為40℃。

1 機(jī)械密封泄漏原因分析

從圖1中可以看出Plan01方案中高壓介質(zhì)通過葉輪背面的流道進(jìn)入到密封腔內(nèi)，然后在回到低壓介質(zhì)側(cè)。由于密封腔及機(jī)械密封內(nèi)部存在介質(zhì)不流動(dòng)或流動(dòng)緩慢的“死角”，加之廢堿液存在低溫情況下易結(jié)晶的特性，致使多處死角出現(xiàn)結(jié)晶情況，尤其是機(jī)械密封內(nèi)部的彈簧及彈簧腔。泵在更換機(jī)械密封后運(yùn)行一周左右出現(xiàn)少量泄漏，隨時(shí)間推移泄漏量持續(xù)增加，約20天左右泄漏量到達(dá)更換密封的標(biāo)準(zhǔn)。從現(xiàn)場(chǎng)泄漏的機(jī)械密封拆解情況看都存在相同的問題就是整個(gè)機(jī)械密封的壓縮量幾乎為零，且動(dòng)環(huán)上有刮痕，機(jī)械密封內(nèi)部存在大量的白色結(jié)晶物。由此現(xiàn)象可以推斷出機(jī)械密封泄漏的主要原因?yàn)榻橘|(zhì)本身存在的特性，致使機(jī)械密封內(nèi)部結(jié)晶嚴(yán)重，動(dòng)、靜環(huán)接觸不良或者損壞最終導(dǎo)致介質(zhì)外漏。

2 改造方案

（1）更換機(jī)械密封沖洗方案

將原Plan01密封沖洗方案更換成Plan32方案，如圖2所示，此密封沖洗方案主要適用于泵輸送的介質(zhì)潔凈程度不高或可能產(chǎn)生結(jié)晶的工況，此次改造通過外引潔凈的高壓鍋爐給水通過減壓閥減壓后用于機(jī)械密封的沖洗水，沖洗水壓力高于泵出口壓力0.1-0.2MPa，流量控制在0.5立方米/小時(shí)，以確保機(jī)械密封及密封腔內(nèi)充滿潔凈的液體且沖洗水能通過壓差進(jìn)入到泵葉輪的低壓側(cè)。另由于鍋爐給水溫度可達(dá)70℃，使得廢堿液的結(jié)晶程度降至最低，進(jìn)而杜絕了機(jī)械密封的泄漏。

（2）機(jī)械密封形式改造

改造后的機(jī)械密封增加節(jié)流襯套，其作用主要是密封腔自身壓力的穩(wěn)定，防止在鍋爐給水壓力或流量波動(dòng)時(shí)影響密封的正常運(yùn)行；其次是起節(jié)流作用，防止鍋爐水進(jìn)入密封腔流量過大，造成能源的浪費(fèi)。

（3）泵房?jī)?nèi)室內(nèi)溫度的提高

廢堿液結(jié)晶非常重要的環(huán)境因素之一為溫度，尤其是在寒冷的冬季，室內(nèi)溫度低于20℃時(shí)，廢堿液的結(jié)晶速度將加快。為防止此類問題的發(fā)生，在泵房?jī)?nèi)增加散熱片的數(shù)量，進(jìn)而提高泵房?jī)?nèi)部溫度，減慢廢堿結(jié)晶速率。

3 改造后存在的問題

自2015年11月改造投用后，雖然泄漏量較改造前有明顯的減少，但機(jī)械密封外側(cè)還存在結(jié)晶物，說明廢堿液能進(jìn)入到密封內(nèi)，未徹底解決泄漏問題。原因分析：

（1）對(duì)泄漏的機(jī)械密封現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部還存在著結(jié)晶物阻礙密封環(huán)的浮動(dòng)，通過進(jìn)一步的檢查發(fā)現(xiàn)原Plan01沖洗方案的內(nèi)部流道內(nèi)存在廢堿液，說明廢堿液是通過此流道進(jìn)入密封腔內(nèi)的，由于新密封沖洗液的壓力比泵出口壓力高0.1-0.2MPa，在加之密封節(jié)流環(huán)的減壓作用，最終導(dǎo)致泵出口廢堿液倒串回密封腔內(nèi)，進(jìn)而進(jìn)入到機(jī)械密封內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶，造成機(jī)械密封泄漏。

（2）泵備用時(shí)密封沖洗液流量不足，導(dǎo)致泵內(nèi)介質(zhì)進(jìn)入到密封腔內(nèi)及機(jī)械密封內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶，進(jìn)而影響機(jī)械密封的密封效果。

對(duì)策及措施：

① 將Plan01 密封沖洗液流道封堵；

② 保障泵在備用期間密封沖洗液的壓力、流量在指標(biāo)范圍內(nèi)。

再次改造后的機(jī)械密封，自2015年12月至今，該泵的機(jī)械密封未發(fā)現(xiàn)泄漏情況，運(yùn)轉(zhuǎn)狀況良好，在配件及維修方面取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，另外，？對(duì)于保護(hù)環(huán)境、保障操作人員的人身安全也起到了積極作用。

4 結(jié)論

針對(duì)廢堿液外送泵機(jī)械密封泄漏的問題，通過一系列的技術(shù)改造，解決了設(shè)備存在的問題，延長(zhǎng)了設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)周期，對(duì)于輸送易結(jié)晶介質(zhì)泵的機(jī)械密封泄漏問題有一定的參考價(jià)值。